序言
铝合金是当今第二大工程合金,凭借着无磁性、耐腐蚀性好、密度小等优势,在汽车、轨道交通、航空航天等领域得到了广泛应用。相关研究表明,汽车自身质量对汽车使用过程中的节能和减排有显著影响,汽车自身总质量减小10%,可实现节油6%~8%,二氧化碳排放量减少4.5%,轮胎寿命提升约7%。国外中高级轿车,一般采用全铝车身。在轨道交通领域,一个高铁车厢使用的铝合金大概有10吨左右,整个车身的重量要比全部使用钢材减小30%~50%。在航空航天领域,C919大飞机机体结构中的铝合金占比高达65%;我国首次自主设计制造的支线客机ARJ21中铝制零部件的质量超过飞机净质量的75%。因此,无论是从轻量化还是节能减排角度考虑,相比于其他金属材料,铝合金的优势非常明显。同时,我国是铝合金生产大国,“十三五”以来,我国铝材生产能力和技术水平取得了巨大进步,国家统计局数据显示,2022年中国铝合金累计产量1218.3万吨,同比增长13.9%。铝合金的大规模应用,为轻量化与节能减排做出了重要贡献。
铝合金成形工艺主要有铸造成形、锻造成形、焊接成形、增材成形和粉末冶金等方式。为呈现我国科技工作者在铝合金成形方面的工作,有幸邀请了来自国内多所知名高校及研究院所、重点企业等的数十位作者,撰写了他们近年来在铝合金方面的最新研究成果和实践经验,形成了此专刊,以期为铝合金精密成形领域的研究与应用提供一些有益的参考。专刊共收录论文21篇,包括综述与研究两种论文形式,涵盖上述几种主要成形工艺,内容丰富详实,阐述了高性能铝合金材料的制备,多能场作用下的成形过程控制,以及宏观成形缺陷与微观组织性能调控等内容。其中,综述类论文阐述了铝基非晶合金的制备、性能与应用、铝基复合材料焊接和铝合金塑性成形粗晶现象等方面的研究进展和发展趋势。研究类论文主要包括:铝合金组织性能研究,涉及挤压铸造、超声处理、应力时效、高熵合金涂层等因素作用下的铝合金组织性能变化规律;铝合金质量预测研究,涉及卷气缺陷定量预测、压铸件质量预测算法、晶粒尺寸预测、铝合金拉深制耳预测等数值模拟和质量预测;铝合金成形工艺与优化涉及ZL114A尾段壳体、铝合金双曲率薄壁件、铝合金汽车转向节、带环形凸台薄盘形件、铝合金板阵列微结构零件等典型复杂构件的高性能成形等。
由于国内外从事铝合金成形工艺研究的单位众多,限于时间仓促,我们未能邀请到所有相关单位参与撰写,深感遗憾。期望本期专刊的出版,能够为铝合金相关的研究与生产工作者提供一定借鉴,促进铝合金精密成形技术的发展,推动铝合金在工程制造中的应用。